KR101814804B1 - Torque sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마그네트를 상하방향으로 착자하고 스테이터를 단순한 구조로서 배치함으로써 자기변화량을 더욱 정확하게 감지할 수 있고, 정확한 치수와 형상으로 배치가 가능한 구조를 갖는 토크 센서에 관한 것으로, 스티어링의 입력축과 출력축 중의 하나에 연결되고 축방향으로 착자되며 링 형상으로 이루어진 마그네트 그리고, 상기 입력축과 상기 출력축 중의 다른 하나에 연결되고 상기 마그네트로부터 축방향으로 이격 배치되는 링 형상의 몸체 및 상기 몸체를 상하방향으로 관통하는 복수의 홀로 이루어진 스테이터를 포함하는 토크센서를 제공한다. 따라서, 구조적으로 단순하면서도 자기변화량의 집중 효율이 향상된다.The present invention relates to a torque sensor having a structure capable of accurately detecting the amount of magnetic change by arranging a magnet in a vertical direction and arranging a stator as a simple structure and having a structure capable of being arranged in exact dimensions and shapes, A ring-shaped body connected to one of the input shaft and the output shaft and spaced apart from the magnet in the axial direction, and a plurality of ring-shaped bodies vertically penetrating the ring- And a stator made of a hole of the stator. Therefore, the concentration efficiency of the magnetic variation is improved while being structurally simple.

Description

토크 센서{TORQUE SENSOR}Torque sensor {TORQUE SENSOR}

본 발명은 토크 센서에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 마그네트를 상하방향으로 착자하고 스테이터를 단순한 구조로서 배치함으로써 자기변화량을 더욱 정확하게 감지할 수 있고, 정확한 치수와 형상으로 배치가 가능한 구조를 갖는 토크 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a torque sensor, and more particularly, to a torque sensor having a structure capable of more accurately detecting the amount of magnetic change by disposing the magnet in a vertical direction and arranging the stator as a simple structure, .

일반적으로 자동차는 바퀴와 연결된 스티어링 휠을 조작하여 주행 방향을 조작할 수 있도록 되어 있다. 그러나, 바퀴와 노면과의 저항이 크거나 스티어링의 장애요인 발생시 조작력이 약화되어 신속한 조작이 어려운 경우가 있고, 이를 해결하기 위해 파워스티어링 장치가 사용된다. 이러한 파워스티어링 장치는 스티어링 휠의 조작에 동력장치를 개입하여 조작의 힘을 경감시키도록 하는 장치이다.Generally, the automobile is able to operate the steering direction by operating the steering wheel connected to the wheels. However, when the resistance between the wheel and the road surface is large or when a steering obstacle is generated, the operation force is weakened, which may make it difficult to operate quickly. To solve this problem, a power steering device is used. Such a power steering device is a device for interrupting the operation force of the steering wheel through a power device.

이러한 동력장치가 스티어링 휠을 조작하는 힘에 개입하기 위해서는 조향축에 걸리는 토크를 측정할 필요성이 있다. 따라서, 스티어링 휠의 토크를 측정하는 장치로 여러가지 방식의 장치가 사용되는데, 특히 조향축에 결합된 마그네트와의 상호 자기장을 측정하여 토크를 검출하는 방식이 경제성이 우수하여 많이 사용되고 있다.In order for this power unit to intervene in the force of manipulating the steering wheel, it is necessary to measure the torque applied to the steering shaft. Accordingly, various apparatuses are used for measuring the torque of the steering wheel. In particular, a method of detecting the torque by measuring the mutual magnetic field with the magnet coupled to the steering shaft has been widely used because of its excellent economy.

일반적인 스티어링 구조는, 스티어링 휠이 결합되는 입력축, 바퀴측의 랙바와 치합되는 피니언에 결합되는 출력축 및 상기 입력축와 출력축를 연결하는 토션바(torshion bar)로 이루어진다.The general steering structure includes an input shaft to which a steering wheel is coupled, an output shaft to be coupled to a pinion to be engaged with a rack bar on the wheel side, and a torsion bar to connect the input shaft and the output shaft.

스티어링 휠을 회전하면 출력축으로 회전력이 전달되고 피니언과 랙바의 작용에 의해 바퀴의 방향이 변화한다. 이 경우, 저항이 크게 작용하는 경우에 입력축이 더 많이 회전하게 되므로, 토션바가 비틀리게 되는데, 이러한 토션바의 비틀림 정도를 측정하는 것이 자기장 방식의 토크센서이다.When the steering wheel is rotated, rotational force is transmitted to the output shaft, and the direction of the wheel changes due to the action of the pinion and the rack bar. In this case, when the resistance greatly acts, the input shaft rotates more, so that the torsion bar is twisted. It is the magnetic field type torque sensor that measures the twist degree of the torsion bar.

도 1은 종래기술에 따른 토크센서를 도시한 사시도이다. 입력축에는 마그네트(10)가 결합되고, 상기 마그네트(10)는 따라서 링 형상을 하게 된다. 출력축에는 스테이터(20, 30)가 배치되는데, 상기 스테이터(20, 30)는 마그네트(10)의 외주면에서 이격되어 배치되며 축방향으로 절곡된 수직돌출편(21, 31)을 포함한다. 1 is a perspective view showing a torque sensor according to the prior art. A magnet 10 is coupled to the input shaft, and the magnet 10 thus forms a ring. Stators 20 and 30 are disposed on the output shaft. The stator 20 and 30 include vertical protruding pieces 21 and 31 that are spaced apart from the outer circumferential surface of the magnet 10 and are bent in the axial direction.

마그네트(10)에 결합된 입력축과 스테이터(20, 30)에 결합된 출력축의 회전량 차이에 의하여 토션바에 비틀림이 발생하면, 마그네트(10)와 스테이터(20, 30)가 상대적으로 회전하게 되고, 이 때 마그네트(10)의 외주면과 돌출편(21, 31) 사이의 대향면이 변화하게 되어 자화값이 변화하게 되므로 이를 활용하면 토크를 측정할 수 있다.When the torsion bar is twisted due to the difference in the amount of rotation of the input shaft coupled to the magnet 10 and the output shaft coupled to the stator 20 or 30, the magnet 10 and the stator 20, 30 rotate relatively, At this time, the opposing surface between the outer circumferential surface of the magnet 10 and the protruding pieces 21 and 31 changes, and the magnetization value changes. Therefore, the torque can be measured.

이러한 자화값을 집중하기 위해 컬렉터(40)가 배치되고, 자기소자(50)가 컬렉터(40)에 의해 집중된 자기값을 검출하게 되는 것이다.In order to concentrate such magnetization values, the collector 40 is disposed, and the magnetic element 50 detects the magnetic value concentrated by the collector 40.

그런데, 이러한 배치에 있어서 스테이터(20, 30)를 자화시킬 수 있는 면적 확보의 한계가 존재하고 이에 따라 토크신호 즉, 자기신호가 미약한 단점이 있다. 따라서, 스테이터(20, 30)의 절곡면을 가공하는 공정이 별도로 필요하고 컬렉터(40)를 배치하게 되므로 구조적으로도 복잡해지고 자기의 검출도 효율적이지 못한 문제점이 있었다.However, in this arrangement, there is a limitation in securing the area for magnetizing the stator 20, 30, and there is a disadvantage in that the torque signal, that is, the magnetic signal is weak. Therefore, the step of machining the bent surfaces of the stator 20 and 30 is separately required, and the collector 40 is disposed. Therefore, it is structurally complicated and magnetic detection is also inefficient.

또한, 상기와 같은 구조에서는 마그네트(10)와 대향하는 돌출편(21, 31)들의 간격이 동일하게 유지되어야 하는데, 돌출편들을 균일한 치수와 모양으로 절곡하여 배치하는 데 어려움이 있고, 생산 공정에서 정밀한 배치가 어려운 문제점이 있었다.
In addition, in the above structure, the gap between the protruding pieces 21 and 31 facing the magnet 10 must be kept the same. However, it is difficult to bend the protruding pieces in a uniform size and shape, So that it is difficult to arrange it precisely.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 마그네트를 축방향으로 착자하고 상기 마그네트와 대향하는 스테이터의 구조를 단순하게 함으로써 자기를 집중할 수 있는 부재들의 치수 및 형상의 관리를 용이하게 하며, 작동 신뢰성이 우수한 토크센서를 제공하는 데 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to facilitate the management of the dimensions and the shape of the members capable of concentrating magnetism by magnetizing the magnet in the axial direction and simplifying the structure of the stator facing the magnet , And an object of the present invention is to provide a torque sensor excellent in operational reliability.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 토크센서는, 스티어링의 입력축과 출력축 중의 하나에 연결되고 축방향으로 착자되며 링 형상으로 이루어진 마그네트 그리고, 상기 입력축과 상기 출력축 중의 다른 하나에 연결되고 상기 마그네트로부터 축방향으로 이격 배치되는 링 형상의 몸체 및 상기 몸체를 상하방향으로 관통하는 복수의 홀로 이루어진 스테이터를 포함하는 토크센서를 제공한다. 따라서, 구조적으로 단순하면서도 자기변화량의 집중 효율이 향상된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a torque sensor comprising: a magnet having a ring shape connected to one of an input shaft and an output shaft of a steering shaft and magnetized in an axial direction; and a torque sensor connected to another one of the input shaft and the output shaft, And a stator composed of a plurality of holes passing through the body in the up and down direction. Therefore, the concentration efficiency of the magnetic variation is improved while being structurally simple.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 스테이터는 상기 마그네트의 상측에 배치되는 상부 스테이터 및 상기 마그네트의 하측에 배치되는 하부 스테이터로 이루어지고, 상기 마그네트는 복수의 마그네트 조각이 연결되어 형성되며, 상기 상부 스테이터 및 상기 하부 스테이터의 홀의 개수는 상기 마그네트에 형성된 극의 개수와 동일한 토크센서를 제공한다. 따라서, 상부 및 하부 스테이터의 생산성이 향상되며 치수 및 형상의 정확성이 향상된다.In the torque sensor according to the present invention, the stator includes an upper stator disposed on the upper side of the magnet and a lower stator disposed on the lower side of the magnet, wherein the magnet is formed by connecting a plurality of magnet pieces, And the number of holes of the upper stator and the lower stator is equal to the number of poles formed on the magnet. Thus, the productivity of the upper and lower stator is improved and the accuracy of the dimension and shape is improved.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 마그네트는 상기 상부 스테이터의 하측에 배치되는 상측 마그네트와 상기 하부 스테이터의 상측에 배치되는 하측 마그네트인 토크센서를 제공한다. 따라서, 자기 변화량 감지의 효율 및 경제성이 우수하다.In the torque sensor according to the present invention, the magnet provides an upper magnet disposed on the lower side of the upper stator and a lower magnet disposed on the lower side of the lower stator. Therefore, the efficiency and economical efficiency of sensing the magnetic variation are excellent.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 상부 스테이터 및 하부 스테이터와 각각 결합하며 자기 변화량을 집중하는 상측 컬렉터 및 하측 컬렉터를 더 포함하는 토크센서를 제공한다. 따라서, 자기 변화량의 검출이 더욱 정확해진다.The torque sensor according to the present invention further includes an upper collector and a lower collector which are respectively coupled to the upper stator and the lower stator and concentrate the magnetic variation. Therefore, the detection of the amount of magnetic variation is more accurate.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 상측 컬렉터 및 하측 컬렉터와 결합하고 상기 스테이터의 자기 변화량을 검출하는 자기소자를 더 포함하는 토크센서를 제공한다.The torque sensor according to the present invention further comprises a magnetic element which is coupled with the upper collector and the lower collector and detects a magnetic variation of the stator.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 상부 스테이터 및 하부 스테이터와 결합하고 상기 스테이터의 자기 변화량을 검출하는 자기소자를 더 포함하는 토크센서를 제공한다. 따라서, 구조적으로 단순하고 생산 효율이 향상된다.The torque sensor according to the present invention further includes a magnetic element which is coupled to the upper stator and the lower stator and detects a magnetic variation of the stator. Therefore, it is structurally simple and the production efficiency is improved.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 홀의 반경방향의 길이는 상기 마그네트의 반경방향의 폭보다 더 길게 이루어지는 토크센서를 제공한다. 따라서, 마그네트의 자기 변화량의 집중이 더욱 정확해진다.In the torque sensor according to the present invention, the length of the hole in the radial direction is longer than the width of the magnet in the radial direction. Therefore, the concentration of the magnetic variation of the magnet is more accurate.

한편, 본 발명에 따른 토크센서는, 축방향으로 착자되고, 링 형상으로 이루어진 마그네트 및 상기 마그네트의 상측과 하측에 배치되고, 링 형상의 판재로 이루어지며, 상하방향으로 관통된 복수의 홀이 원주방향으로 배열된 상부 스테이터 및 하부 스테이터를 포함하는 토크센서를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a torque sensor comprising: a magnet magnetized in the axial direction and formed in a ring shape; and a ring-shaped plate material disposed on the upper side and the lower side of the magnet, A torque sensor comprising a top stator and a bottom stator arranged in the direction of the axis of rotation.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 마그네트는 상기 상부 스테이터의 하측에 배치되는 상측 마그네트와 상기 하부 스테이터의 상측에 배치되는 하측 마그네트인 토크센서를 제공한다. 따라서, 자기 변화량 감지의 효율 및 경제성이 우수하다.In the torque sensor according to the present invention, the magnet provides an upper magnet disposed on the lower side of the upper stator and a lower magnet disposed on the lower side of the lower stator. Therefore, the efficiency and economical efficiency of sensing the magnetic variation are excellent.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 마그네트는 복수의 마그네트 조각이 원주방향으로 배열되는 토크센서를 제공한다. Further, in the torque sensor according to the present invention, the magnet provides a torque sensor in which a plurality of magnet pieces are arranged in a circumferential direction.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 홀의 개수는 상기 마그네트의 극의 개수와 동일하게 형성되는 토크센서를 제공한다.In the torque sensor according to the present invention, the number of the holes is equal to the number of the poles of the magnet.

또한, 본 발명에 따른 토크센서는, 상기 홀의 반경방향의 길이는 상기 마그네트의 반경방향의 폭보다 더 길게 이루어지는 토크센서를 제공한다. 따라서, 마그네트의 자기 변화량의 집중이 더욱 정확해진다.
In the torque sensor according to the present invention, the length of the hole in the radial direction is longer than the width of the magnet in the radial direction. Therefore, the concentration of the magnetic variation of the magnet is more accurate.

전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 토크센서는, 축방향으로 자속이 형성되고 마그네트의 자기 변화량을 측정하는 스테이터가 판재형상의 몸체와 상기 몸체를 관통하는 홀로 이루어지기 때문에, 배치관계가 단순하면서도 자화량의 측정이 보다 정확해지는 효과가 있다.In the torque sensor according to the present invention configured as described above, since the stator for forming the magnetic flux in the axial direction and measuring the magnetic variation of the magnet is composed of the plate-like body and the hole penetrating the body, The measurement of the magnetization amount is more accurate.

또한, 스테이터의 생산 및 가공 공정에서 종래에는 스테이터의 돌출편을 형성하여 절곡하는 공정을 필요로 하였으나, 본 발명에 따른 토크센서에서는 링 형상의 몸체에 홀을 형성하는 공정만으로 스테이터가 구비되므로 치수 및 형상 관리의 용이성은 매우 향상될 수 있고, 이는 생산성의 향상으로 이어지는 효과가 있다.
In the torque sensor according to the present invention, since the stator is provided only by the process of forming holes in the ring-shaped body, The ease of configuration management can be greatly improved, which leads to an improvement in productivity.

도 1은 종래기술에 따른 토크센서를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 토크센서를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 토크센서를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 토크센서를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a torque sensor according to the related art;
2 is a plan view showing a torque sensor according to the present invention.
3 is a side view showing a torque sensor according to the present invention.
4 is a perspective view showing a torque sensor according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크센서를 상세히 설명한다.Hereinafter, a torque sensor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2은 본 발명에 따른 토크센서를 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 토크센서를 나타내는 측면도이다.FIG. 2 is a plan view showing a torque sensor according to the present invention, and FIG. 3 is a side view showing a torque sensor according to the present invention.

마그네트(120, 130)는 링 형상으로 형성되는데, 일반적으로 입력축의 외주면에 배치되어 함께 회전하도록 결합된다. The magnets 120 and 130 are formed in a ring shape and are generally disposed on the outer circumferential surface of the input shaft and coupled to rotate together.

또한, 스테이터(200, 300)는 출력축에 연결되어 함께 회전하도록 결합된다. 바퀴의 저항으로 인해 입력축과 출력축의 회전량이 다른 경우 토션이 발생한 것으로 이해할 수 있고, 이 차이를 자기장으로 측정하게 됨은 상기한 바와 같다. 다만, 마그네트(120, 130)가 출력축에 연결되고 스테이터(200, 300)가 입력축에 연결될 수 있음은 물론이다.Further, the stator 200, 300 is connected to the output shaft and coupled to rotate together. It can be understood that a torsion occurs when the rotation amounts of the input shaft and the output shaft are different due to the resistance of the wheel, and the difference is measured by the magnetic field as described above. It goes without saying that the magnets 120 and 130 may be connected to the output shaft and the stator 200 and 300 may be connected to the input shaft.

상기 마그네트(120)는 바람직하게는 2개 이상의 마그네트 조각이 연결된다. 따라서, 복수개의 호 형상의 마그네트 조각들이 링 형상의 마그네트(120, 130)를 이루게 되는 것이다. 이 경우, 본 발명의 개념에 따라 각각의 마그네트 조각들은 축방향으로 착자된다. The magnet 120 is preferably connected to at least two magnet pieces. Accordingly, the plurality of arc-shaped magnet pieces constitute the ring-shaped magnets 120 and 130. In this case, according to the concept of the present invention, each of the magnet pieces is magnetized in the axial direction.

마그네트(120, 130)가 축방향으로 착자되는 경우 자속도 마찬가지로 축방향으로 유입 및 유출되므로 마그네트(120, 130)의 양단부측에서 자속을 측정할 수 있게 된다.When the magnets 120 and 130 are magnetized in the axial direction, magnetic flux flows in and out in the axial direction as well, so that the magnetic flux can be measured at both ends of the magnets 120 and 130.

상기 마그네트는 링 형상을 이루며 입력축의 외주면에 결합되는데, 단일의 마그네트 조각들의 배열로서 이루어질 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 2개의 마그네트가 축방향으로 이격 배치되어 각각 상측 마그네트(120)와 하측 마그네트(130)를 이룰 수 있음은 물론이다.3, the two magnets are spaced apart from each other in the axial direction so as to face the upper magnet 120 and the lower magnet 120, respectively, as shown in FIG. 3, It is a matter of course that the magnet 130 can be formed.

따라서, 상측 마그네트(120)와 하측 마그네트(130)가 각각 상부 스테이터(200)와 하부 스테이터(300)를 마주보는 경우 변화되는 자화량의 감지가 더욱 정확해지는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage that the detection of the changed magnetization amount becomes more accurate when the upper magnet 200 and the lower magnet 130 face the lower stator 200 and the lower stator 300, respectively.

상기한 바와 같이 스테이터는 마그네트(120, 130)의 상단부와 하단부측에 각각 상부 스테이터(200)와 하부 스테이터(300)로 구성된다. 각각의 스테이터(200, 300)는 판재의 링 형상의 몸체(210, 310)와 상기 몸체를 축방향으로 관통하는 복수의 홀(220, 320)으로 이루어진다.As described above, the stator is composed of an upper stator 200 and a lower stator 300 on the upper and lower ends of the magnets 120 and 130, respectively. Each of the stators 200 and 300 includes ring-shaped bodies 210 and 310 of a plate material and a plurality of holes 220 and 320 penetrating the body in the axial direction.

본 발명에서는 마그네트(120, 130)의 각각의 극에 대응되는 홀(220, 320)이, 마그네트(120, 130)와 스테이터(200, 300) 간의 상대회전에 따른 자기변화량을 집중하는 개념을 제시한다.In the present invention, the holes 220 and 320 corresponding to the respective poles of the magnets 120 and 130 show the concept of concentrating the amount of magnetism change due to the relative rotation between the magnets 120 and 130 and the stator 200 and 300 do.

상기 상부 스테이터(200) 및 하부 스테이터(300)는 링 형상의 상부 몸체(210) 및 하부 몸체(310)가 출력축과 연결되고, 각각 상측 마그네트(120)의 상단부와 하측 마그네트(130)의 하단부로부터 이격되어 배치된다.The upper stator 200 and the lower stator 300 have ring-shaped upper and lower bodies 210 and 310 connected to the output shaft and are respectively connected to the upper end of the upper magnet 120 and the lower end of the lower magnet 130 Respectively.

더욱 구체적으로 상부 스테이터(200)를 설명하면, 링 형상의 상부 몸체(210)를 관통하여 복수의 상부 홀(220)이 상하방향을 관통하도록 형성되고, 상기 상부 홀(220)들은 상측 마그네트(120)의 착자된 극에 대응되도록 배치된다. More specifically, the upper stator 200 is configured to penetrate the ring-shaped upper body 210 so that a plurality of upper holes 220 pass through in the vertical direction, and the upper holes 220 pass through the upper magnet 220 In the same manner as in the first embodiment.

따라서, 상부 몸체(210)는 상부 홀(220)의 배열을 중심에 두고 외주측의 링 형상의 외주부와 내주측의 링 형상의 내주부로 이루어지고, 상기 외주부와 내주부는 각각의 홀의 측면을 형성하면서 반경방향으로 연장되는 연장부에 의해 상호 연결되는 모양으로 설명될 수 있다.Therefore, the upper body 210 is composed of a ring-shaped outer peripheral portion on the outer peripheral side and a ring-shaped inner peripheral portion on the inner peripheral side with the arrangement of the upper holes 220 as the center, and the outer peripheral portion and the inner peripheral portion And can be described as being interconnected by an extension extending in the radial direction.

또한, 하부 몸체(310)도 하부 홀(320)의 배열을 중심에 두고 외주부와 내주부 및 연장부로 이루어진 모양으로 설명될 수 있다.Also, the lower body 310 may be formed as an outer peripheral portion, an inner peripheral portion, and an extended portion with an arrangement of the lower holes 320 as a center.

상기 외주부 즉, 상부 몸체(210)의 외주측에는 상측 컬렉터(420)가 배치되어 자화값을 집중하는 역할을 하며, 하부 몸체(310)에 연결된 하측 컬렉터(430)와 함께 자기소자(미도시)에 연결된다.An upper collector 420 is disposed on the outer periphery of the upper body 210 to concentrate magnetization values and a lower collector 430 connected to the lower body 310 is coupled to a magnetic element (not shown) .

상기 자기소자는 바람직하게는 홀소자(Hall IC)로 이루어진다.The magnetic element preferably comprises a Hall element (Hall IC).

다만, 본 발명의 실시예에선느 상부 스테이터(200)에 상측 컬렉터(420)가 연결되고 하부 스테이터(300)에 하측 컬렉터(430)가 연결되어 변화되는 자화량을 집중하여 자기소자를 통해 검출하는 개념이 설명되지만, 상기 컬렉터(420, 430)이 생략되고, 몸체(210, 310)에 자기소자가 직접 연결될 수도 있음은 물론이다.However, in the embodiment of the present invention, the upper collector 420 is connected to the upper stator 200, the lower collector 430 is connected to the lower stator 300, and the changed magnetization is concentrated and detected through the magnetic element It is needless to say that the collectors 420 and 430 may be omitted and the magnetic elements may be directly connected to the bodies 210 and 310. [

또한, 상기 마그네트(120, 130)가 마그네트 조각들이 연결되어 링 형상을 이루게 됨은 상기한 바와 같고, 상측 마그네트(120)와 하측 마그네트(130)를 마주보는 상부 홀(220)과 하부 홀(320)은 각각 N극과 S극 또는 그 경계선을 마주보게 된다. The upper and lower magnets 120 and 130 are coupled to each other to form a ring shape. The upper and lower magnets 120 and 130 face the upper and lower holes 220 and 320, respectively, Respectively face the N pole and the S pole or its boundary line.

따라서, 상부 홀(220)과 하부 홀(320)의 개수는 마그네트(120, 130)에 배치되는 극수와 동일하게 이루어지는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the number of the upper holes 220 and the number of the lower holes 320 is equal to the number of poles arranged on the magnets 120 and 130.

한편, 자화량의 정확한 검출을 위해 상기 홀(220, 230)의 반경방향의 폭은 마그네트(120, 130)의 반경방향의 두께를 커버할 수 있는 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, in order to accurately detect the amount of magnetization, the radial width of the holes 220 and 230 is preferably long enough to cover the thickness of the magnets 120 and 130 in the radial direction.

도 2를 참고하여 살펴보면, 상부 스테이터(200)의 상부 홀(220)은 폭은 상측 마그네트(120)의 두께보다 길게 형성되고, 따라서 상부 홀(220)들의 내주측과 외주측을 연장하게 된 가상의 링 형상은 상측에서 바라볼 때 상측 마그네트(120)의 면적을 전부 포함하게 된다.
2, the upper hole 220 of the upper stator 200 is formed to have a width greater than the thickness of the upper magnet 120, so that the upper and lower magnets 120, The ring shape of the upper magnet 120 includes all the area of the upper magnet 120 when viewed from above.

도 3은 본 발명에 따른 토크센서를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a torque sensor according to the present invention.

종래기술과는 달리 상기 마그네트의 자속방향은 축방향을 향하게 되고, 상기 마그네트를 각각 상하측에서 마주보는 상부 스테이터(200)와 하부 스테이터(300)는 절곡된 부위가 없이 몸체(210, 310)에 복수의 홀(220, 320)이 형성되는 것이다.The upper stator 200 and the lower stator 300, which face each other on the upper and lower sides of the magnet, respectively, do not have a bent portion and are provided on the bodies 210 and 310 A plurality of holes 220 and 320 are formed.

상기와 같은 구성을 가짐에 따라, 본 발명에 따른 토크센서는 스티어링 휠을 조작하여 바퀴를 조향하게 되면, 바퀴의 저항에 따라 토션바가 비틀리게 되고, 마그네트(120, 130)와 연결된 입력축과 스테이터(200, 300)와 연결된 출력축의 회전편차가 발생하게 되는 것이다. 즉, 토션바의 비틀림에 상응하여 스테이터(200, 300)에 대하여 마그네트(120, 130)가 회전하게 된다.According to the torque sensor of the present invention, when the wheel is steered by operating the steering wheel, the torsion bar is twisted according to the resistance of the wheel, and the input shaft connected to the magnets 120 and 130 and the stator 200, and 300, respectively. That is, the magnets 120 and 130 rotate relative to the stator 200 and 300 in accordance with the torsion of the torsion bar.

상기와 같은 마그네트(120, 130)의 회전에 의해 스테이터(200, 300)의 홀(220, 320)을 중심으로 자기량이 변화하게 되는 것이다.The magnetic flux is changed around the holes 220 and 320 of the stator 200 and 300 by the rotation of the magnets 120 and 130 as described above.

본 발명의 토크센서가 축방향으로 자속이 형성되는 개념을 제시하고 있고, 상기한 마그네트의 자기 변화량을 측정하는 스테이터가 판재형상의 몸체와 상기 몸체를 관통하는 홀로 이루어지기 때문에, 자화량의 측정이 보다 정확하면서도 용이해질 수 있다. The torque sensor of the present invention has a concept of forming a magnetic flux in the axial direction and since the stator for measuring the amount of change in magnetism of the magnet is composed of a plate-like body and a hole penetrating the body, More accurate and easier.

또한, 스테이터의 생산 및 가공 공정에서 종래에는 스테이터의 돌출편을 형성하여 절곡하는 공정을 필요로 하였으나, 본 발명에 따른 토크센서에서는 링 형상의 몸체에 홀을 형성하는 공정만으로 스테이터가 구비되므로 치수 및 형상 관리의 용이성은 매우 향상될 수 있고, 이는 생산성의 향상으로 이어지는 이점이 있음에 유의하여야 한다.In the torque sensor according to the present invention, since the stator is provided only by the process of forming holes in the ring-shaped body, It should be noted that the ease of configuration management can be greatly improved, which leads to an improvement in productivity.

결국, 본 발명에 따른 토크 센서는 작동 신뢰성과 함께 구조적 단순함이 함께 제공되는 것이다.As a result, the torque sensor according to the present invention is provided with structural simplicity together with operational reliability.

본 발명의 개념에서는 스티어링 시스템의 토크센서를 예로 설명하였지만, 본 발명에 따른 토크센서는 스티어링 시스템 뿐만 아니라 상대적으로 회전하는 부재가 포함된 장비에서 회전 토크를 측정하기 위한 토크센서로 활용되는 것은 자명하다.Although the torque sensor of the steering system has been described by way of example in the context of the present invention, it is obvious that the torque sensor according to the present invention is utilized not only as a steering system but also as a torque sensor for measuring rotational torque in a device including a relatively rotating member .

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
In the foregoing, the present invention has been described in detail based on the embodiments and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content of the following claims.

120...상측 마그네트 130...하측 마그네트
200...상부 스테이터 210...상부 몸체
220...상부 홀 300...하부 스테이터
310...하부 몸체 320...하부 홀
420...상측 컬렉터 430...하측 컬렉터120 ... upper magnet 130 ... lower magnet
200 ... upper stator 210 ... upper body
220 ... upper hole 300 ... lower stator
310 ... lower body 320 ... lower hole
420 ... upper collector 430 ... lower collector

Claims (12)

스티어링 장치의 입력축과 출력축 중의 하나에 연결되고 축방향으로 착자되며 링 형상으로 이루어진 마그네트; 및
상기 입력축과 상기 출력축 중의 다른 하나에 연결되고 상기 마그네트로부터 축방향으로 이격 배치되는 링 형상의 몸체와, 상기 몸체를 축방향으로 관통하는 복수의 홀이 형성된 스테이터;를 포함하고서,
상기 마그네트는 상부 마그네트(120)와 상기 상부 마그네트(120)와 축방향으로 이격된 하부 마그네트(130)를 포함하고,
상기 스테이터는 상기 상부 마그네트(120)의 상측에 배치되는 상부 스테이터(200)와 상기 하부 마그네트(130)의 하측에 배치되는 하부 스테이터(300)로 이루어지고,
상기 상.하부 스테이터(200, 300)의 몸체(210, 310)에 각각 관통 형성된 홀(220, 320)은 상. 하부 마그네트(120, 130)와 각각 마주 보도록 배열된 토크센서.
A magnet connected to one of an input shaft and an output shaft of the steering device and magnetized in an axial direction and formed into a ring shape; And
And a stator having a ring-shaped body connected to the other of the input shaft and the output shaft and spaced apart from the magnet in the axial direction, and a plurality of holes passing through the body in the axial direction,
The magnet includes an upper magnet (120) and a lower magnet (130) axially spaced from the upper magnet (120)
The stator includes an upper stator 200 disposed on the upper side of the upper magnet 120 and a lower stator 300 disposed on the lower side of the lower magnet 130,
Holes 220 and 320 formed through the bodies 210 and 310 of the upper and lower stator 200 and 300, respectively, And the lower magnets (120, 130), respectively.
제1항에 있어서,
상기 상.하부 마그네트(120, 130)는 복수의 마그네트 조각이 연결되어 형성되며,
상기 상부 스테이터 (200) 및 상기 하부 스테이터(300)의 홀(220, 320)의 개수는 상기 상.하부 마그네트(120, 130)에 형성된 극의 개수와 동일한 토크센서.
The method according to claim 1,
The upper and lower magnets 120 and 130 are formed by connecting a plurality of magnet pieces,
The number of the holes (220, 320) of the upper stator (200) and the lower stator (300) is equal to the number of poles formed on the upper and lower magnets (120, 130).
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 상부 스테이터 (200) 및 하부 스테이터(300)와 각각 결합하며 자기 변화량을 집중하는 상측 컬렉터 (420) 및 하측 컬렉터(430)를 더 포함하는 토크센서.
3. The method of claim 2,
Further comprising an upper collector (420) and a lower collector (430) coupled to the upper stator (200) and the lower stator (300) and concentrating magnetic variation.
제4항에 있어서,
상기 상측 컬렉터 (420) 및 하측 컬렉터(430)와 결합하고 상기 상.하부 스테이터(200, 300)의 자기 변화량을 검출하는 자기소자를 더 포함하는 토크센서.
5. The method of claim 4,
Further comprising a magnetic element which is coupled to the upper collector (420) and the lower collector (430) and detects a magnetic variation of the upper and lower stator (200, 300).
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이터(200) 및 하부 스테이터(300)와 결합하고 상기 상.하부 스테이터(200, 300)의 자기 변화량을 검출하는 자기소자를 더 포함하는 토크센서.
The method according to claim 1,
Further comprising a magnetic element which is coupled to the upper stator (200) and the lower stator (300) and detects a magnetic variation of the upper and lower stator (200, 300).
제1항, 제2항 및 제 4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀(220, 320)의 반경방향의 길이는 상기 상.하부 마그네트(120, 130)의 반경방향의 폭보다 더 길게 각각 형성되는 토크센서.
The method according to any one of claims 1, 2, and 4 to 6,
The length of the holes (220, 320) in the radial direction is longer than the radial width of the upper and lower magnets (120, 130).
축방향으로 착자되고, 링 형상으로 이루어진 마그네트; 및
상기 마그네트의 상측과 하측에 배치되고, 링 형상의 판재로 이루어지며, 상하방향으로 관통된 복수의 홀(220, 320)이 원주방향으로 각각 배열된 상부 스테이터(200) 및 하부 스테이터(300);를 포함하고서,
상기 마그네트는 상부 마그네트(120)와 상기 상부 마그네트(120)와 축방향으로 이격된 하부 마그네트(130)를 포함하고,
상기 상부 스테이터(200)는 상기 상부 마그네트(120)의 상측에 배치되고 상기 하부 스테이터(300)는 상기 하부 마그네트(130)의 하측에 배치되며,
상기 상.하부 스테이터(200, 300)의 각각의 몸체(210, 310)에 관통 형성된 홀(220, 320)은 상.하부 마그네트(120, 130)와 각각 마주 보도록 배열된 토크센서.
A magnet magnetized in the axial direction and formed in a ring shape; And
A top stator 200 and a bottom stator 300, which are disposed on the upper side and the lower side of the magnet and are formed of a ring-shaped plate material and in which a plurality of holes 220, 320 penetrating in the up and down direction are arranged in the circumferential direction; Lt; / RTI >
The magnet includes an upper magnet (120) and a lower magnet (130) axially spaced from the upper magnet (120)
The upper stator 200 is disposed on the upper side of the upper magnet 120 and the lower stator 300 is disposed on the lower side of the lower magnet 130,
Holes 220 and 320 formed in the bodies 210 and 310 of the upper and lower stator 200 and 300 are arranged to face the upper and lower magnets 120 and 130, respectively.
삭제delete 제8항에 있어서,
상기 상.하부 마그네트(120, 130)는 복수의 마그네트 조각이 원주방향으로 배열되는 토크센서.
9. The method of claim 8,
The upper and lower magnets (120, 130) have a plurality of magnet pieces arranged in the circumferential direction.
제10항에 있어서,
상기 홀(220, 320)의 개수는 상기 상.하부 마그네트(120, 130)의 극의 개수와 동일하게 형성되는 토크센서.
11. The method of claim 10,
The number of the holes (220, 320) is equal to the number of poles of the upper and lower magnets (120, 130).
제8항 및 제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀(220, 320)의 반경방향의 길이는 상기 상.하부 마그네트(120, 130)의 반경방향의 폭보다 더 길게 형성되는 토크센서.The method according to any one of claims 8 and 10 to 11,
The length of the holes (220, 320) in the radial direction is longer than the radial width of the upper and lower magnets (120, 130).
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